北京市牛栏山一中2020届高三物理3月模拟试题（Word版附解析）
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北京市师达中学2019-2020学年高三一模预考测试
物理
一、共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1.物理学中常用两个物理量的比值定义一个新的物理量，如速度是用位移与时间的比值来定义的，即 ．下面四个物理量的表达式不属于比值定义的是
A. 电流 B. 电势
C. 电容 D. 电阻
【答案】D
【解析】
A： 是电流的定义式，属于用比值来定义物理量的表达式．故A项不选．
B： 是电势的定义式，属于用比值来定义物理量的表达式．故B项不选．
C： 是电容的定义式，属于用比值来定义物理量的表达式．故C项不选．
D： 是电阻的决定式，不属于用比值来定义物理量的表达式．故选择D项．
点睛：注意区分定义式和决定式．
2.下列说法正确的是（ ）
A. 一个热力学系统吸收热量后，其内能一定增加
B. 一个热力学系统对外做功后，其内能一定减少
C. 理想气体的质量一定且体积不变，当温度升高时其压强一定增大
D. 理想气体的质量一定且体积不变，当温度升高时其压强一定减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．一个热力学系统内能增量等于气体从外界吸收 热量与外界对它所做的功的和，所以AB错误；
CD．理想气体的质量一定且体积不变，当温度升高时，根据 可知，压强一定增大，故C正确，D错误。
故选C。
3.如图所示，两束单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，下列说法正确的是（ ）
A. a光一个光子的能量小于b光一个光子的能量
B. a光的折射率大于b光的折射率
C. 实验条件完全相同的情况下做双缝干涉实验，b光比a光条纹间距大
D. 若用b光照射某种金属时能发生光电效应现象，则用a光照射该金属也一定能发生光电效应现象
【答案】A
【解析】
【详解】AB．从图中我们可以看出，a光的入射角要比b光的入射角要大，它们的折射角相同。根据 （此处θ1指的是折射角，θ2指的是入射角）可知b的折射率大，所以b的频率大，根据公式 ，可知a光光子的能量小于b光光子的能量，故A正确，B错误；
C．因为b的频率大于a的频率，所以b的波长小，根据条纹间距公式 可知b光比a光条纹间距小，故C错误；
D．光的频率越大光子能量越大就越容易发生光电效应，因为b光的频率大于a光的频率，所以b光照射某种金属时能发生光电效应现象，a光不一定能发生光电效应现象，故D错误。
故选A。
4.下面列出的是一些核反应方程，针对核反应方程下列说法正确的是（ ）
①
②
③
④
A. 核反应方程①是重核裂变，X是α粒子
B. 核反应方程②是轻核聚变，Y是中子
C. 核反应方程③是太阳内部发生的核聚变，K是正电子
D. 核反应方程④是衰变方程，M是中子
【答案】B
【解析】
【详解】A．①不是重核裂变方程，是典型的衰变方程，故A错误；
B．②是轻核聚变方程，
所以Y是中子，故B正确；
C．太阳内部发生的核聚变主要是氢核的聚变，
K是中子，不是正电子，故C错误；
D．④不是衰变方程，是核裂变方程，故D错误。
故选B。
5.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图所示．质点A的平衡位置离O点的距离为4m，t＝0.6s时质点A恰好第一次到达波峰．关于该简谐横波，下列说法正确的是
A. 振幅为10cm
B. 波长为6m
C. 频率为2.5Hz
D. 波速为5 m/s
【答案】D
【解析】
A：机械振动中，振幅是指质点偏离平衡位置的最大距离．由图可知波的振幅是5 cm，故A项错误．
B：相邻的两个波峰或两个波谷之间的距离是波长．由图知波长为4 m，故B项错误．
C：波沿x轴正方向传播，t＝0时刻质点A向下振动，t＝0.6s时质点A恰好第一次到达波峰，则 ，即 ．波的频率 ．故C项错误．
D：波速 ，故D项正确．
6.“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空，它与“天宫二号”空间实验室对接前，在距离地面约380km的圆轨道上飞行。已知地球同步卫星距地面的高度约为36000km。关于“天舟一号”，下列说法正确的是（ ）
A. 线速度小于地球同步卫星的线速度
B. 线速度小于第一宇宙速度
C. 向心加速度小于地球同步卫星加速度
D. 周期大于地球自转周期
【答案】B
【解析】
【详解】A．取环绕天体为研究对象，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可得
解得
说明轨道半径越小，线速度越大，“天舟一号”的线速度大于地球同步卫星的线速度，故A错误；
B．第一宇宙速度在数值上等于近地卫星的线速度大小，由前面的推导可知轨道半径越大，线速度越小，“天舟一号”线速度小于第一宇宙速度，故B正确；
C．由牛顿第二定律可得
解得
说明轨道半径越小，向心加速度越大，“天舟一号”的向心加速度大于地球同步卫星加速度，故C错误；
D．由牛顿第二定律可得
解得
说明轨道半径越小，周期越小，“天舟一号”的周期小于地球同步卫星，也就是说小于地球自转周期，故D错误。
故选B。
7.如图所示，质量为60 kg的某同学在做引体向上运动，从双臂伸直到肩部与单杠同高度算1次，若他在1分钟内完成了10次，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则他在1分钟内克服重力所做的功及相应的功率约为(g取10 m/s2)( )
A. 240 J，4 W B. 2 400 J，2 400 W
C. 2 400 J，40 W D. 4 800 J，80 W
【答案】C
【解析】
质量为60kg的某同学做引体向上运动，每次肩部上升的距离均为0.4m，单次引体向上克服重力所做的功约为
1分钟内完成了10次，1分钟内克服重力所做的功
相应的功率约为
故C项正确．
8.质量为m的质点作匀变速直线运动，取开始运动的方向为正方向，经时间t速度由v变为-v，则在时间t内
A. 质点的加速度为
B. 质点所受合力为
C. 合力对质点做的功为
D. 合力对质点的冲量为0
【答案】B
【解析】
A：质点的加速度 ，故A项错误．
B：根据牛顿第二定律 ，故B项正确．
C：根据动能定理： ，故C项错误．
D：根据动量定理： ，故D项错误．
9.如图所示，两水平金属板构成的器件中，存在着匀强电场和匀强磁场，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子以某一水平速度从P点射入，恰好能沿直线运动，不计带电粒子的重力。下列说法正确是（ ）
A. 粒子一定带正电
B. 粒子的速度大小
C. 若粒子速度大小改变，粒子将做曲线运动
D. 若粒子速度大小改变，电场对粒子的作用力会发生变化
【答案】BC
【解析】
【详解】A．粒子带正电时，电场力向下，洛伦兹力向上，电场力等于洛伦兹力可以做直线运动，若粒子带负电，电场力向上，洛伦兹力向下，电场力等于洛伦兹力时也可做直线运动，因此无法确定粒子带正电还是负电，故A错误；
B．粒子做直线运动，由平衡关系可知电场力等于洛伦兹力
解得 ，故B正确；
C．若粒子速度大小改变，电场力不变，洛伦兹力变化，垂直速度方向合力不为零，粒子将做曲线运动，故C正确；
D．粒子速度大小改变，只影响洛伦兹力大小，不影响电场对粒子 作用力大小，故D错误。
故选BC。
10.如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细绳拴着的摆球质量为m，先将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是（ ）
A. 在释放瞬间，支架对地面压力为（M+m）g
B. 在释放瞬间，支架对地面压力为（M-m）g
C. 摆球到达最低点时，支架对地面压力为（M+m）g
D. 摆球到达最低点时，支架对地面压力为（M+3m）g
【答案】D
【解析】
【详解】AB．在释放瞬间，摆球和细绳间没有力的作用，支架对地面压力为Mg，故AB错误；
CD．设摆长为L，从水平位置摆到最低点，由动能定理可得
设绳子拉力为F，由牛顿第二定可得
联立可得
根据力的相互性可知球对支架的拉力也为
支架静止，由平衡关系可得
根据力的相互性可知支架对地面压力
故D正确，C错误。
故选D。
11.一长直铁芯上绕有线圈P，将一单匝线圈Q用一轻质绝缘丝线悬挂在P的左端，线圈P的中轴线通过线圈Q的中心，且与线圈Q所在的平面垂直．将线圈P连接在如图所示的电路中，其中R为滑动变阻器，E为直流电源，S为开关．下列情况中，可观测到Q向左摆动的是
A. S闭合的瞬间
B. S断开的瞬间
C. 在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时
D. 在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变
【答案】A
【解析】
A：S闭合的瞬间，线圈P中电流由无到有，产生的磁场从无到有，线圈Q中磁通量从无到有，线圈Q中磁通量增加，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的增大，则线圈Q将向左运动远离线圈P．故A项正确．
B：S断开的瞬间，线圈P中电流由有到无，产生的磁场由有到无，线圈Q中磁通量由有到无，线圈Q中磁通量减小，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的减小，则线圈Q将向右运动靠近线圈P．故B项错误．
C：在S闭合的情况下，将R的滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电路电阻增大，线圈P中电流减小，产生的磁场变弱，线圈Q中磁通量减小，根据楞次定律，线圈Q的运动将阻碍磁通量的减小，则线圈Q将向右运动靠近线圈P．故C项错误．
D：在S闭合的情况下，保持电阻R的阻值不变，线圈P中电流不变，产生的磁场不变，线圈Q中磁通量不变，线圈Q中不产生感应电流，线圈Q不受磁场力，线圈Q不动．故D项错误．
12.如图所示，双量程电压表由表头G和两个电阻串联而成．已知该表头的内阻 ，
北京市密云区2020届高三物理下学期第一次阶段测试试题（Word版附解析）
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满偏电流 ，下列说法正确的是
A. 表头G的满偏电压为500V
B. 使用a、b两个端点时，其量程比使用a、c两个端点时大
C. 使用a、b两个端点时，其量程为0~10V，则R1为9.5kΩ
D. 使用a、c两个端点时，其量程为0~100V，则 为95kΩ
【答案】C
【解析】
表头的满偏电压为 ，A错误；在电压表的改装中，串联的电阻越大，分压越大，量程越大，所以使用a、c两个端点时，量程最大，B错误；若使用a、b两个端点时，其量程为0~10V，则 ，代入数据可得 ，C正确；使用a、c两个端点时，其量程为0~100V，则 ，代入数据可得 ，D错误．
13.如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，两导轨间距为l，电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R的定值电阻，导体杆ab电阻为r并导轨接触良好。整个装置处于磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场中，现给ab杆一个瞬时冲量，使它获得水平向右的初速度 ，下列图中，关于ab杆的速度v、通过电阻R中的电流i、电阻R的电功率P、通过MPabM的磁通量 随时间变化的规律，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
根据题意判断导体棒受到的安培力的表达式，结合受到变化判断安培力的变化，而ab受到的安培力大小等于其的合力，据此判断ab运动的加速度的变化；根据 、 判断电流变化；结合电流的变化情况判断电功率的变化；根据 判断通过MPabM的磁通量的变化。
【详解】A．根据楞次定律可得ab中 电流为b→a，根据左手定则可知导体棒受到的安培力方向水平向左，与运动方向相反，做减速运动，导体棒受到的安培力
， ，
故
由于轨道光滑，所以安培力即为导体棒的合力， ，受到减小，合力减小，所以加速度减小，故导体棒做加速度减小的减速运动，A错误；
B．电流 ，由于速度减小，并且减小的越来越慢，所以电流也减小，并且减小的越来越慢，故B正确；
C．电阻R的电功率 ，因为电流减小，所以电阻R的电功率也在减小，C错误；
D．通过MPabM的磁通量 ，随着ab棒向右运动，线圈的面积越来越大，所以磁通量越来越大，D错误。
故选B。
14.图为手机信号屏蔽器．手机信号屏蔽器主要针对各类考场、加油站、军事重地等禁止使用手机的场所．手机工作时，是在一定频率范围内，手机和基站通过无线电波联系起来，完成数据和声音的传输．针对这种通讯原理，手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手机通信所使用的频率的低端向高端扫描，在扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号，使手机不能与基站建立正常的联系，从而对手机形成干扰．对于手机信号屏蔽器的工作过程，下列说法中正确的是（ ）
A. 手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的
B. 手机信号屏蔽器是利用电磁感应的原理来工作的
C. 手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内
D. 手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的
【答案】D
【解析】
【详解】手机信号屏蔽器在工作过程中以一定的速度从手机通信所使用的频率的低端向高端扫描，在扫描过程中向手机发送一定频率的电磁波信号，使手机不能与基站建立正常的联系，从而对手机形成干扰．则手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的．
A．手机信号屏蔽器是利用静电屏蔽的原理来工作的 ，与结论不相符，选项A错误；
B．手机信号屏蔽器是利用电磁感应的原理来工作的，与结论不相符，选项B错误；
C．手机信号屏蔽器工作时能阻止基站发出的电磁波传播到限制场所内 ，与结论不相符，选项C错误；
D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的，与结论相符，选项D正确；
故选D.
二、非选择题（共58分）
15.某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。
(1)在实验中，下列哪些操作不是必需的__________。
A.用橡胶塞密封注射器的下端
B.用游标卡尺测量柱塞的直径
C.读取压力表上显示的气压值
D.读取刻度尺上显示的空气柱长度
(2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是____。
(3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是__________。
【答案】 (1). B (2). 保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变 (3). C
【解析】
【详解】(1)[1]A．为了保证气密性，应用橡胶塞密封注射器的下端，A需要；
BD．由于注射器的直径均匀恒定，根据 可知体积和空气柱长度成正比，所以只需读取刻度尺上显示的空气柱长度，无需测量直径，B不需要D需要；
C．为了得知气压的变化情况，所以需要读取压力表上显示的气压值，C需要。
让选不需要的，故选B。
(2)[2]手温会影响气体的温度，且实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高，所以这样做的目的为保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变。
(3)[3]根据 可知当气体做等温变化时，p与V成反比，即 ，故 图像为直线，所以为了能直观反映p与V成反比的关系，应做 图像，C正确。
16.用图所示的电路．测定一节旧干电池的电动势和内阻。除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：双量程电流表：A（量程0~0.6A，0~3A）；双量程电压表：V（量程0~3V，0~15V）；滑动变阻器：R1（阻值范0~20Ω，额定电流2A）；滑动变阻器：R2（阻值范0~1000Ω，额定电流1A）
(1)为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表 量程为________A，电压表的量程为________V，应选用滑动变阻器________（填写滑动变阻器符号）；
(2)根据图正确连接图中的实物电路，注意闭合开关时滑动变阻器的滑片P应处于正确的位置并选择正确的电表量程进行连接________；
(3)通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图中画出了U-I图线。由图象可以得出，此干电池的电动势E=________，内阻r=________Ω；
(4)引起该实验的系统误差的主要原因是______。
A．由于电流表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
B．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
C．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压小
D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大
【答案】 (1). 0~0.6A (2). 0~3V (3). R1 (4). (5). 1.45V (6). (7). B
【解析】
【详解】(1)[1]分析U-I可知电流小于0.6A，流过干电池电流一般不会超过0.6A，否则很容易损坏电源，故电流表选择 量程。
[2]由U-I分析可知1节干电流电动势为1.45V，故电压表选择量程0~3V。
[3]因干电池内阻较小，所以滑动变阻器选择R1，一是调节较方便，二是额定电流较大。
(2)[4]电压表选0~3V，电流表选 ，滑动变阻器有效电阻为右部分，补充好的电路图如下所示：
(3)[5]由闭合电路欧姆定律可知
变形可得
分析U-I图像可知纵坐截距为1.45V，说明干电池的电动势为E=1.45V。
[6]由前面的表达式分析可知图像斜率的绝对值在数值上等于电源内阻
(4)[7]分析电路图可知电压表测的是电源路端电压，电流表测的电流小于通过电源的电流，电流没有测准确的原因是电压表分流作用。
17.如图所示，竖直平面内的光滑形轨道的底端恰好与光滑水平面相切。质量M=3.0kg的小物块B静止在水平面上。质量m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h=0.80m的P点沿轨道从静止开始下滑，经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰，碰后两个物体以共同速度运动。取重力加速度g=10m/s²。求：
(1)A经过Q点时速度的大小 ；
(2)A与B碰后共同速度的大小 ；
(3)碰撞过程中，A与B组成的系统所损失的机械能ΔE。
【答案】(1)A经过Q点时速度的大小是4m/s；(2)A与B碰后速度的大小是1m/s；(3)碰撞过程中A与B组成的系统损失的机械能△E是6J。
【解析】
【详解】(1)A从P到Q过程中,由动能定理得:
解得
v0=4m/s
(2)A、B碰撞,AB系统动量守恒,设向右为正方向,则由动量守恒定律得:
解得
v=1m/s
(3)碰撞过程中A.B组成的系统损失的机械能为:
=6J
18.如图所示，虚线O1O2是速度选择器的中线，其间匀强磁场的磁感应强度为B1，匀强电场的场强为E（电场线没有画出）。照相底片与虚线O1O2垂直，其右侧偏转磁场的磁感应强度为B2。现有一个离子沿着虚线O1O2向右做匀速运动，穿过照相底片的小孔后在偏转磁场中做半径为R的匀速圆周运动，最后垂直打在照相底片上（不计离子所受重力）。
(1)求该离子沿虚线运动的速度大小v；
(2)求该离子的比荷 ；
(3)如果带电量都为q的两种同位素离子，沿着虚线O1O2射入速度选择器，它们在照相底片的落点间距大小为d，求这两种同位素离子的质量差△m。
【答案】(1) ；(2) ；(3)
【解析】
【详解】(1)离子沿虚线做匀速直线运动，合力为0
Eq=B1qv
解得
(2)在偏转磁场中做半径为R的匀速圆周运动，所以
解得
(3)设质量较小 离子质量为m1，半径R1；质量较大的离子质量为m2，半径为R2
根据题意
R2=R1+
它们带电量相同，进入底片时速度都为v，得
联立得
化简得
19.如图所示，长为L的轻质细绳上端固定在O点，下端连接一个质量为m的可视为质点的带电小球，小球静止在水平向左的匀强电场中的A点，绳与竖直方向的夹角θ=37°。此匀强电场的空间足够大，且场强为E。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。
(1)请判断小球的电性，并求出所带电荷量的大小q；
(2)如将小球拉到O点正右方C点（OC=L）后静止释放，求小球运动到最低点时所受细绳拉力的大小F；
(3)O点正下方B点固定着锋利刀片，小球运动到最低点时细绳突然断了。求小球从细绳断开到再次运动到O点正下方的过程中重力对小球所做的功W。
【答案】(1)小球带负电， ；(2) ；(3)
【解析】
【详解】(1)因为电场线水平向左，小球带负电
Eq=mgtan
化简
(2)由动能定理得
在B点受力分析得
联立得
(3)在断开瞬间由上式得
小球水平方向先减速到0在方向加速，在水平方向
求小球从细绳断开到再次运动到O点正下方的时间
竖直方向自由落体运动
重力对小球所做的功
20.自然界真是奇妙，微观世界的运动规律竟然与宏观运动规律存在相似之处．
(1)在地心参考系中，星体离地心的距离 时，星体的引力势能为零．质量为m的人造卫星以第二宇宙速度从地面发射，运动到离地心距离为r时，其运动速度为 (G为引力常量，M为地球质量)．它运动到离地心无穷远处，相对于地球的运动速度为零．请推导此卫星运动到离地心距离为r时的引力势能表达式．
(2)根据玻尔的氢原子模型，电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动，原子中的电子在库仑力作用下，绕原子核做圆周运动．
①已知电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k．氢原子处于基态(n=1)时电子的轨道半径为r1，电势能为 (取无穷远处电势能为零)．氢原子处于第n个能级的能量为基态能量的 (n=1,2,3，…)．求氢原子从基态跃迁到n=2的激发态时吸收的能量．
②一个处于基态且动能为 的氢原子与另一个处于基态且静止的氢原子进行对心碰撞．若要使其中一个氢原子从基态跃迁到激发态，则 至少为多少？
【答案】（1） （2） ； 至少为
【解析】
（1）卫星在距地心r处的动能
卫星距地心r处运动到无穷远的过程中，由机械能守恒定律可得 得
（2）①电子绕原子核做匀速圆周运动，
故处于基态的氢原子的电子的动能 ，
由题意可知处于基态的氢原子的能量 ，解得
又因为 ，得
②设氢原子质量为m，初速度为 氢原子相互作用后速度分别为 和 ，相互作用过程中机械能减少量为
由动量守恒定律可得
由能量守恒可得 ，解得
若 有示数解，须 ，即
即氢原子能从n=1的基态跃迁到n=2的激发天，需要吸收的能量为 ，所以要使其中一个氢原子从基态跃迁到激发天， 至少为 ．
北京市平谷区2020届高三物理3月一模试题（Word版附解析）
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